energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTUenergy-158Research ArticleЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКАELECTRICAL POWER ENGINEERINGУсовершенствование двунаправленного трехфазного выпрямителяImprovement of Bi-Directional Three-Phase ConverterБурлакаВ. В.BurlakаV. V.

Кандидат технических наук, доцент

energy@bntu.byГулаковС. В.GulakovS. V.

Доктор технических наук, профессор

energy@bntu.byМатяшоваТ. Н.MatiashovaT. N.

Инженер

energy@bntu.byПриазовский государственный технический университетУкраинаPryazovskyi State Technical UniversityUkraineМариу́польский металлургический комбинат имени Ильича́УкраинаIllich Iron & Steel WorksUkraine201309042013023036Copyright © Бурлака В.В., Гулаков С.В., Матяшова Т.Н., 20132013Бурлака В.В., Гулаков С.В., Матяшова Т.Н.Burlakа V.V., Gulakov S.V., Matiashova T.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/158

Предложено оригинальное схемное решение двунаправленного трехфазного выпрямителя (ДТВ) с повышенным коэффициентом мощности, в котором за счет введения специального высокочастотного вольтодобавочного инвертора получена возможность стабилизации выходного напряжения и уменьшения коэффициента гармоник входного тока.

Отличительной особенностью разработанного ДТВ является небольшое число быстродействующих полностью управляемых полупроводниковых ключей в силовой цепи.

Вольтодобавочный инвертор разработанного ДТВ работает лишь с небольшой долей выходной мощности выпрямителя. Показано, что при оптимально выбранном выходном напряжении установленная мощность инвертора вольтодобавки может составлять всего 4,5 % от выходной.

Разработанный ДТВ обеспечивает работу с входным коэффициентом мощности порядка 0,95 в выпрямительном и –0,89 в рекуперативном режимах; коэффициент гармоник входного тока составляет порядка 31 % и 50 % соответственно.

The paper proposes an original scheme of the bi-directional three-phase converter (BTC) with high power factor. A unique feature of the converter is the introduction of a special high-frequency voltage-boost inverter which allows to stabilize output voltage and reduce  harmonic distortion of mains current.

A distinctive feature of the developed converter is a small number of quick-acting fully-controlled semiconductor switches in the power path.

A voltage-boost inverter of the developed converter operates only with a fraction of the converter output power. It is shown that with an optimally chosen output voltage, the power rating of the voltage-boost inverter may be equal to only 4.5% of the output power.

The developed converter ensures operation with an input power factor of 0.95 in the rectifier mode and –0.89 in the regenerative mode, the input current harmonic distortion is about 31 % and 50 %, respectively.

ReferencesClare, J. C. Bidirectional Power Converter for Voltage Fed Inverter Machine Drives / J. C. Clare, P. R. Mayers, W. F. Ray // Proceedings of the 23rd Power Electronics Specialists Conference, Toledo, Spain, June 29–July 3. – Toledo, 1992. – Vol. 1. – Р. 189–194.Clare, J. C. Bidirectional Power Converter for Voltage Fed Inverter Machine Drives / J. C. Clare, P. R. Mayers, W. F. Ray // Proceedings of the 23rd Power Electronics Specialists Conference, Toledo, Spain, June 29–July 3. – Toledo, 1992. – Vol. 1. – Р. 189–194.Drofenik, U. A Novel Bi-Directional Three-Phase Active Third-Harmonic Injection High Input Current Quality AC-DC Converter / U. Drofenik, G. Gong, J. W. Kolar // Proceedings of the 9th European Power Quality Conference (PCIM), Nuremberg, Germany, May 20–22. – Nuremberg, 2003. – Р. 243–254.Drofenik, U. A Novel Bi-Directional Three-Phase Active Third-Harmonic Injection High Input Current Quality AC-DC Converter / U. Drofenik, G. Gong, J. W. Kolar // Proceedings of the 9th European Power Quality Conference (PCIM), Nuremberg, Germany, May 20–22. – Nuremberg, 2003. – Р. 243–254.Бурлака, В. В. Активный корректор коэффициента мощности с повышенным быстродействием регулятора напряжения / В. В. Бурлака, С. В. Гулаков // Сучасні проблеми радіотехніки та телекомунікацій «РТ-2010» : Матеріали 6-ї Міжнар. молодіжної наук.-техн. конф. 19–24 квітня 2010 р. – Севастополь : Вид-во СевНТУ, 2010. – С. 54.Бурлака, В. В. Активный корректор коэффициента мощности с повышенным быстродействием регулятора напряжения / В. В. Бурлака, С. В. Гулаков // Сучасні проблеми радіотехніки та телекомунікацій «РТ-2010» : Матеріали 6-ї Міжнар. молодіжної наук.-техн. конф. 19–24 квітня 2010 р. – Севастополь : Вид-во СевНТУ, 2010. – С. 54.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.